DE4108466A1

DE4108466A1 - Steuervorrichtung fuer induktionsmotor

Info

Publication number: DE4108466A1
Application number: DE4108466A
Authority: DE
Inventors: Yasuharu Kishimoto; Sadao Asaba; Kenichi Nakata; Shigeo Kawatsu
Original assignee: Hitachi Techno Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2011-03-16
Also published as: ZA911888B; JPH03270685A; FR2659807B1; AU7286991A; US5231339A; KR910017724A; FR2659807A1; CN1020528C; AU629108B2; CN1055266A; DE4108466C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erhalt einer konstanten Drehmomentcharakteristik in einer Steuervorrichtung für einen wechselrichtergetriebenen Induktionsmotor.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der konventionellen Steuervorrichtung für ein von einem Induktionsmotor angetriebenes elektrisches rollendes Material. Ein von einem Scherenstromabnehmer 1 eingespeister Strom wird durch eine Glättungsdrossel 2 und einen Filterkondensator 3 einem Gleitspannungs-Gleit frequenz-Wechselrichter zugeführt, der einen Gleitspannungs- Gleitfrequenz-Wechselstrom (nachstehend kurz: VVVF-Wechselstrom) erzeugt. Ein von dem VVVF-Wechselrichter 4 erzeugter Drehstrom wird einem Drehstrom-Induktionsmotor 5 zum Antrieb zugeführt. Ein von einem Stromdetektor 6 aufgenommener Strom wird einem Stromoperator (bzw. Rechenelement) zugeführt, in dem ein Motorstrom I_M berechnet wird.

Ein Vergleicher 9 vergleicht den Motorstrom I_M mit einem Motorstrombefehl I_P, der von einem Fahr-Steuerschalter 8 erzeugt wird, und eine Differenz ΔI zwischen I_M und I_p wird einem Verstärker 10 zugeführt, der seinerseits eine Schlupf frequenz F_S liefert. Andererseits wird das Ausgangssignal eines Geschwindigkeitsdetektors 11 einem Geschwindigkeitsoperator 12 zugeführt zur Bildung einer Motordrehfrequenz F_R. Die Schlupffrequenz F_S und die Motordrehfrequenz F_R werden in einem Addierer 13 addiert unter Bildung einer Wechselrichterfrequenz F_INV. (Im Leistungsbetrieb und bei Rückspeisung werden F_S und F_R voneinander subtrahiert.) Die Wechselrichter frequenz F_INV wird einem Spannungsoperator 14 zugeführt, der eine der Wechselrichterfrequenz F_INV proportionale Motorspannung V liefert. Vom Wechselrichter 4 aus gesehen ist die Motorspannung V ein Ausgangsspannungsbefehl. Tatsächlich wird einem PDM-Modulationsteil des Wechkselrichters 4 eine Modulationsrate zugeführt. Der Wechselrichter 4 arbeitet als Pulswechselrichter nach Maßgabe der Wechselrichterfrequenz F_INV und der Motorspannung V.

Da bei dieser Konstruktion ein Spannungs-Frequenz-Verhältnis V/F so geregelt wird, daß es konstant ist, und ein Strom so geregelt wird, daß er konstant ist, indem die Schlupffrequenz F_S erhöht oder verringert wird, wird ein Konstantdrehmoment erhalten. Dieses System wird als F_S-Steuersystem bezeichnet.

Bei dem F_S-Steuersystem tritt das Problem auf, daß in einem Niederfrequenzbereich das Drehmoment verringert ist. Ein Grund für die Drehmomentabnahme wird nachstehend erläutert.

Gemäß einem Bericht in Technical & Research Report (II Part) des Institute of Electrical Engineers of Japan, Nr. 109 (April 1981), S. 39, erfolgt die Kompensation des Spannungsabfalls einer Hauptimpedanz, der ein Grund für die Drehmomentabnahme in einem Niedrigdrehzahlbereich eines Induktionsmotors ist, durch Korrektur von V/F in eine Richtung, in der V/F stärker als eine Gerade, auf der V/F konstant ist, zunimmt.

Unter der Voraussetzung, daß die Erfassung des Luftspaltflusses eines Induktionsmotors schwierig ist, wird bei diesem Stand der Technik eine Grenz-Spannungs-Frequenz-Kurve ausgewählt, die ein ungefähr konstantes Drehmoment ergibt. Da es schwierig ist, das Drehmoment des Induktionsmotors zu messen, ist es nicht möglich, einen Wert von V/F zu bestimmen, der das Drehmoment in idealer Weise konstant macht.

Wenn beispielsweise diese Methode bei einem elektrischen Triebwagen angewandt wird, ergibt sich auch dann kein besonderes Problem, wenn das Drehmoment nicht unbedingt konstant gehalten wird. Bei Aktivierung auf einer Anstiegsstrecke jedoch, wenn eine Fahrstrecke einen steilen Anstieg aufweist, führt die Drehmomentverminderung zu einem Problem hinsichtlich der Fahrt des Triebwagens, da zur Aktivierung ein Drehmoment in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich erforderlich ist.

Bei einer Elektrolokomotive mit F_S-Steuerung beeinflußt die Abnahme (oder Änderung) des Drehmoments ebenfalls die Aktivierung besonders stark, und zwar vor allem dann, wenn schwer beladene Güterwagen aneinandergekoppelt sind. Wenn nämlich das Drehmoment klein ist, wird die Aktivierung unmöglich. Wenn eine ordnungsgemäße Korrektur zur Erzeugung eines Drehmoments führt, das größer als ein erforderliches oder Soll- Drehmoment ist, tritt Schlupf auf, was die Aktivierung wiederum erschwert.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Steuervor richtung für einen Induktionsmotor, mit der eine im wesentlichen konstante Drehmomentcharakteristik erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein F_S-Steuersystem mit einer Einrichtung vor, die eine einer Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung nach Maßgabe des inneren Spannungsabfallwinkels eines Induktionsmotors korrigiert.

Nachstehend wird kurz erläutert, wieso durch diese Korrektur einrichtung ein konstantes Drehmoment erhalten wird. Wenn der Wert des Sinus des inneren Spannungsabfallwinkels des Induk tionsmotors und ein Drehmomentverlauf auf das gleiche Diagramm aufgetragen werden und die Wechselrichterfrequenz auf der Abszisse steht, ändern sie sich mit im wesentlichen derselben Rate. Diese Tatsache wird ausgenützt, da es nicht möglich ist, das Drehmoment direkt zu messen. Das heißt also, eine Spannung wird erhöht (oder verringert) nach Maßgabe des inneren Spannungsabfallwinkels (oder seines Sinus), so daß es möglich wird, das Drehmoment konstant zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Aus führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel eines Korrekturfaktor- Rechenkreises nach der Erfindung zeigt;

Fig. 3 ein Schaltbild eines weiteren Beispiels eines Kor rekturfaktor-Rechenkreises nach der Erfindung;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm, das einen V/F-Verlaufsoperator nach der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm, das eine F_INV-K₁-Charakteristik mit der Schlupffrequenz als Parameter zeigt;

Fig. 7 ein Blockschaltbild des konventionellen F_S-Steuersystems;

Fig. 8 ein T-Ersatzschaltbild eines Induktionsmotors;

Fig. 9 ein Diagramm, das den Frequenzverlauf eines Drehmoments in einen F_S-Steuersystem zeigt;

Fig. 10 ein Diagramm, das die Frequenzcharakteristiken eines Leistungsfaktors und den Sinus eines Spannungsabfallwinkels zeigt;

Fig. 11 ein Blockschaltbild des konventionellen V_C-Steuersystems;

Fig. 12 ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik eines Drehmoments in einem V_C-Steuersystem zeigt;

Fig. 13 ein Diagramm, das eine Drehmomentänderung bei einer Umschaltung zwischen Steuersystemen zeigt;

Fig. 14 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei eine Umschaltung zwischen Steuersystemen stattfindet;

Fig. 15 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Umschaltung zwischen Steuersystemen;

Fig. 16 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Umschaltung zwischen Steuersystemen;

Fig. 17 ein Diagramm, das die temperaturabhängige Änderung einer Spannung zeigt; und

Fig. 18 ein Diagramm, das die Auswirkung eines Zeitkonstanten- Elements oder Zeitverzögerungsglieds zeigt.

Vor der Beschreibung der Ausführungsbeispiele soll das Prinzip der Erfindung im einzelnen erläutert werden.

Fig. 8 ist ein T-Ersatzschaltbild eines Induktionsmotors. Dabei ist eine Eingangsphasenspannung, ein Eingangsstrom, X₁ eine primäre Glättungsdrossel, R₁ ein primärer Widerstand, R₀₀ bezeichnet Leerlaufverluste, X₀₀ ist eine Erregerdrossel, X₂ eine sekundäre äquivalente Drossel, R₂/S ein sekundärer äquivalenter Widerstand (S = Schlupfverhältnis), ₂ ein Sekundärstrom (mit einem primären verringerten Wert) und ₀ ein aus einem Erregerkreis und einem Leerlaufverlustkreis zusammengesetzter Strom.

Wenn eine primäre Impedanz ₁, eine sekundäre Impedanz ₂ und eine Impedanz ₀ für Erregung und Leerlaufverluste gegeben sind durch:

₁ = R₁+jX₁ (1)

₂ = R₂/S+jX₂ (2)

₀ = R₀+jX₀ (3)

und nach dem Kirchhoffschen Gesetz aufgestellte Schaltungsgleichungen gelöst werden, erhält man:

Ferner sind ein Sekundäreingang P₂ und ein Drehmoment T_RQ durch die folgenden Gleichungen gegeben:

wobei I₂ den Absolutwert von ₂, F_INV die Wechselrichterfrequenz, Pole die Polpaarzahl und m die Phasenzahl bezeichnen.

Es soll versucht werden, die Charakteristiken eines Induktionsmotors unter Nutzung der obigen Gleichungen zu simulieren. Ein Drehmoment T_RQ und ein Strom können bekannt sein, wenn die Wechselrichterfrequenz F_INV, eine Schlupffrequenz F_S, die Spannung und die Motorkonstanten (R₀, R₁, R₂, X₀, X₁ und X₂) bekannt sind oder bestimmt werden.

Im Fall eines V_C-Steuersystems, bei dem die Modulationsrate so geregelt wird, daß der Motorstrom konstant gemacht wird, ist die Schlupffrequenz F_S festgelegt. Wenn daher die Motor drehfrequenz F_R bestimmt ist, kann die Wechselrichterfrequenz F_INV berechnet werden, und auch die Impedanz der Ersatzschaltung (oder die Motorkonstanten) kann bestimmt werden. Daher wird die Spannung zum Zeitpunkt eines Konstantstroms in einfacher Weise bestimmt, so daß die Simulation einfach ausführbar ist.

Im Fall des F_S-Steuersystems, das in Verbindung mit Fig. 7 genannt wurde, kann jedoch im Gegensatz zu der V_C-Steuerung die Simulation nicht durchgeführt werden, weil sich die Schlupffrequenz F_S nach Maßgabe einer Stromabweichung ändert, und zwar deshalb, weil der Strom zu einer Funktion der Schlupffrequenz F_S und der Spannung wird, wie aus den Gleichungen (4)-(6) hervorgeht. Auch wenn daher der Strom zu einer Funktion nur der Schlupffrequenz F_S verringert wird, indem die Bedingung eingeführt wird, daß die Spannung der Wechselrichterfrequenz F_INV proportional ist, resultiert eine Gleichung höherer Ordnung, die schwierig zu lösen ist.

Da es erwünscht ist, die Charakteristiken zu berechnen oder zu bestimmen, wenn die Motordrehfrequenz F_R einen bestimmten Wert annimmt, kann in diesem Fall die Wechselrichterfrequenz F_INV bestimmt werden, wenn die zu bestimmende Schlupffrequenz F_S richtig festgelegt ist. Da die Wechselrichterfrequenz F_INV und die Spannung eine zueinander proportionale Beziehung haben, kann die Spannung berechnet werden. Da ferner der Strom konstant ist, kann die Schlupffrequenz F_S unter Anwendung der folgenden asymptotischen Methode bestimmt werden:

(1) Ein möglicher Schlupffrequenzbereich vom Maximal- zum Minimalwert wird beispielsweise in fünf gleiche Teile unterteilt, und die Ströme für die jeweiligen Teile werden berechnet.
(2) Da der Strom ein Konstantwert ist, wird ein Bereich zwischen zwei Werten des Rechenergebnisses, der sich über den Konstantstromwert erstreckt, in fünf gleiche Teile unterteilt, und der Strom wird auf der Basis der Schlupffrequenz berechnet.
(3) Die Operation von (2) wird fortgesetzt, bis ein Fehler, den der in (2) erhaltene Wert des Stroms relativ zum Konstantwert aufweist, gleich oder kleiner als die Größenordnung von 10^-6 wird.

Die Schlupffrequenz F_S in diesem Moment wird durch die obige Routine erhalten. Das Simulationsergebnis bei F_S-Steuerung unter Anwendung dieses Vorgehens ist in Fig. 9 gezeigt. Aus dem Resultat von Fig. 9 ist ersichtlich, daß das Ist-Drehmoment T_RQ von einem Ideal-Drehmoment T_RQO abweicht, obwohl der Strom I und das Spannungs-Frequenz-Verhältnis V/F auf Konstantwerte geregelt werden. Wenn diese Situation unverändert gelassen wird, ist es schwierig, durch die Rückführung des Stroms eine konstante Drehmomentregelung zu erreichen.

Diese Drehmomentabnahme erfolgt aufgrund einer starken Änderung des Trennungsverhältnisses des Stroms ₀ und des Stroms ₂ zwischen einem Hoch- und einem Niedriggeschwindigkeitsbereich (vgl. das Ersatzschaltbild von Fig. 8). Die Erfinder haben die Frequenzkurve eines inneren Spannungsabfalls untersucht, der ein Grund für die Änderung des Trennungsverhältnisses ist. In diesem Zusammenhang kann der Spannungsabfallwinkel ϕ aus Gleichung (6) berechnet werden. Unter Nutzung dieses Spannungsabfallwinkels sind sin ϕ und cos ϕ (oder der Leistungsfaktor) sowie eine Drehmomentkurve in demselben Diagramm (Fig. 10) aufgetragen. Fig. 10 zeigt, daß die Abnahme des Drehmoments in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich und die sin ϕ-Kurve einander ähnlich sind. Dies hat zu dem Gedanken geführt, unter Nutzung dieser Tatsache eine Konstant drehmoment-Charakteristik zu erhalten.

Zum Erhalt einer Konstantdrehmoment-Charakteristik ist es bevorzugt, ein Drehmoment zu berechnen und eine Rückführung vorzunehmen. Aber das aus den Gleichungen (7) und (8) berechnete Drehmoment ist wie folgt:

Denn da der Sekundärstrom ₂ nicht gemessen werden kann, kann das Drehmoment nicht berechnet werden.

Es kann jedoch der Spannungsabfallwinkel ϕ berechnet werden, wenn die Motordrehfrequenz T_R und die Schlupffrequenz F_S bekannt sind. Die Gleichungen für die Berechnung des Spannungsabfallwinkels ϕ sind die folgenden:

F_INV = F_R+R_S (10)

ω = 2πF_INV (11)

X₀₀ = ωL₀₀, X₁ = ωL₁, X₂ = ωL₂ (12)

und aus den Gleichungen (1), (2), (3) und (14) folgt:

Da der so bestimmte sin ϕ mit dem Drehmomentverlauf Ähnlichkeit hat, kann der Wert von sin ϕ als ein Drehmoment angesehen werden. Wenn eine Motorspannung nach Maßgabe der Größe der Abnahme von

ausgehend von einem Nennwert sin ϕ₀ erhöht wird, kann das Drehmoment entsprechend erhöht werden, so daß ein konstanter Drehmomentverlauf erhalten wird.

Es wird nun ein Verfahren zur Vorgabe der Motorspannung erläutert.

Wenn V₀ und F₀ eine Nennspannung bzw. eine Nennfrequenz bei vorgegebenen internen Konstanten eines Motors sind, ist ein Bezugswert von V/F gleich V₀/F₀. In diesem Fall sind V₀ und F₀ die Spannung und die Frequenz an einem Übergangspunkt von einem VVVF-Bereich eines Wechselrichters zu einem CVVF- bzw. Konstantspannungs-Gleichfrequenz-Bereich desselben. Wenn ein Spannungsabfallwinkel zu diesem Zeitpunkt ϕ₀ ist, wird eine Motorspannung V bei irgendeiner Wechselrichterfrequenz F_INV in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich wie folgt vorgegeben:

Es wird also ein konstanter Drehmomentverlauf erhalten durch Multiplikation des konventionell genützten V/F-Werts mit einem Korrekturfaktor unter der Bedingung, daß der Strom konstant ist. Das Simulationsergebnis für ein Drehmoment T_RQ nach der Korrektur ist in Fig. 10 gezeigt. Dabei ist ersichtlich, daß bei konstantem Strom I das Drehmoment im wesentlichen konstant ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun ein Ausführungsbeispiel erläutert.

Die Erläuterungen in Verbindung mit Fig. 7 sollen dabei nicht wiederholt werden; es werden nur Unterschiede im einzelnen erläutert. Der Einrichtung von Fig. 7 neu hinzugefügte Komponenten sind ein Korrekturfaktor-Rechenkreis 14, ein Bezugs- V/F-Generator 15 sowie Multiplizierer 16 und 17.

Dem Korrekturfaktor-Rechenkreis 14 werden eine Motordrehfrequenz F_R und eine Schlupffrequenz F_S zugeführt zur Berechnung eines Korrekturfaktors K₁ für einen V/F-Wert bei einer Wechselrichterfrequenz F_INV, mit der ein Wechselrichter 4 betrieben wird. Bei F_INV<F₀ liefert der Rechenkreis 14 einen Wert von K₁, der größer als Eins ist. Bei F_INV<F₀ wird das Drehmoment geringfügig größer als ein Bezugsdrehmoment, aber der Fehler ist vernachlässigbar, da er sehr klein ist. Wenn der Fehler nicht vernachlässigt werden soll, kann der Rechenkreis 14 K₁ kleiner als Eins liefern, wenn F_INV<F₀.

Im Multiplizierer 16 wird ein Ausgangswert des Bezugs-V/F- Generators 15, der ursprünglich unter Berücksichtigung ver schiedener Bedingungen einschließlich der Charakteristiken eines Induktionsmotors 5 und der Eigenschaften von elektrischem rollendem Material zugeführt wird, mit dem Korrekturfaktor K₁ multipliziert. Dadurch wird ein V/F-Wert (=K₂) der Wechselrichterfrequenz F_INV zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Der Multiplizierer multipliziert die Wechselrichterfrequenz F_INV mit K₂ und liefert dann eine Spannung V (oder eine Modulationsrate γ) zur Erzielung eines Konstantdrehmoments.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Korrekturfaktor-Rechenkreises 14.

Die Motordrehfrequenz F_R und die Schlupffrequenz F_S werden in einem Addierer 1401 addiert unter Bildung einer Wechselrichterfrequenz F_INV. Die Wechselrichterfrequenz F_INV wird einem Operator 1403 zugeführt, der seinerseits eine elektrische Winkelgeschwindigkeit ω liefert. Die Schlupffrequenz F_S und die Wechselrichterfrequenz F_INV werden einem Schlupfverhältnis operator 1402 zugeführt, der ein Schlupfverhältnis S liefert. Dieses dient der Berechnung einer sekundären Impedanz ₂ (vgl. Gleichung (2)). Das Schlupfverhältnis S und kdie elektrische Winkelgeschwindigkeit ω werden einem Spannungs abfallwinkel-Operator 1404 zugeführt, der eine Operation gemäß den Gleichungen (10) bis (16) ausführt und einen Spannungsabfallwinkel ϕ liefert. Ein Korrekturfaktoroperator 1405 macht das Verhältnis von sin ϕ₀ an einem bestimmten Punkt zu sin ϕ unter Ausgabe eines Korrekturfaktors K₁.

Nach dem Ersatzschaltbild von Fig. 8 kann der Spannungs abfallwinkel ϕ aus einer Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom bestimmt werden. In einem Hochgeschwindigkeitsbereich kann ein relativ genauer Wert berechnet werden, da die Frequenz hoch ist. In einem Niedriggeschwindigkeitsbereich jedoch wird relativ viel Zeit benötigt, bis eine Phasendifferenz und der Strom gemessen werden, nachdem der Wechselrichter 4 gesteuert wurde, wird der Steuerzeitpunkt verzögert, was zu einer Drehmomentänderung führt. Infolgedessen wird bei der Erfindung der Spannungsabfallwinkel ϕ nicht aus der obigen Beziehung bestimmt bzw. berechnet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein weiteres Beispiel des Korrekturfaktor-Rechenkreises 14 erläutert.

Die Schlupffrequenz F_S und die Motordrehfrequenz F_R werden einem Addierer 1410 zugeführt und addiert unter Bildung einer Wechselrichterfrequenz F_INV, die wiederum einem Verlaufsoperator 1411 zugeführt wird. Ein unter Nutzung der Motorkonstanten berechneter Korrekturfaktor K₁ wurde bereits vorher als eine Funktion der Wechselrichterfrequenz F_INV in dem Verlaufsoperator 1411 gespeichert. Bei dem Beispiel von Fig. 3 ist der Korrekturfaktor K₁ in einem CVVF-Bereich kleiner als 1. Er kann aber auch gleich 1 sein. Der Verlaufsoperator 1411 liefert den Korrekturfaktor K₁ nach Maßgabe der vom Addierer 1410 zugeführten Wechselrichterfrequenz F_INV. Die Verarbei tungsgeschwindigkeit bei dem Beispiel von Fig. 3 ist erheblich größer als bei dem von Fig. 2.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dieses unter scheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß ein V/F-Verlaufsoperator 18 anstelle des Korrekturfaktor-Rechenkreises 14, des Bezugs-V/F-Generators 15 und der Multiplizierer 16 und 17 vorgesehen ist.

Wie bereits gesagt, wird der Korrekturfaktor bestimmt, wenn die Motorkonstanten festgelegt sind. Bei dem Ausführungsbeispiel wird die Wechselrichterfrequenz F_INV eingegeben, und eine der Wechselrichterfrequenz entsprechende Motorspannung V wird ausgegeben. (Die Motorspannung V ist der Einfachheit halber gezeigt, und tatsächlich wird eine Modulationsrate γ ausgegeben.) Ein vorher berechneter Wert, der mit einem Bezugs-V/F-Wert multipliziert ist, wird im V/F-Verlaufsoperator 18 gespeichert.

Bei dem Korrekturfaktor-Rechenkreis 14 von Fig. 2 wird die Schlupffrequenz F_S eingegeben, um das Schlupfverhältnis S zu bestimmen, das zur Bestimmung der sekundären Impedanz ₂ zu nutzen ist. Das heißt, die Schlupffrequenz F_S wird zur Be stimmung der sekundären Impedanz ₂ eingegeben. Bei dem Ver laufsoperator 1411 des Korrekturfaktor-Rechenkreises 14 von Fig. 3 oder dem V/F-Verlaufsoperator 18 von Fig. 5 wird jedoch die Schlupffrequenz F_S nicht eingegeben. Dabei wird nur der Korrekturfaktor K₁ oder die Motorspannung V als eine Funktion der Wechselrichterfrequenz F_INV erhalten. Nach Fig. 1 ändert sich die Schlupffrequenz F_S nach Maßgabe der Stromdifferenz ΔI mit dem Resultat, daß sich die sekundäre Impedanz ₂ entsprechend ändert. Daher ist es vor allem notwendig, die Schlupffrequenz F_S exakt zu bestimmen.

Nachstehend wird erläutert, warum auch mit einem vereinfachten Verlauf ein Konstantdrehmoment erhalten werden kann.

Die Korrekturfaktoren in den Fig. 3 und 5 werden wie folgt bestimmt. Im wesentlichen ist es erwünscht, daß die Schlupffrequenz F_S festliegt. Infolgedessen wird für jede Motordrehfrequenz F_R ein Korrekturfaktor K₁ bestimmt, wobei die Schlupffrequenz F_S festliegt. Dies kann als Diagramm im Verlaufsoperator 1411 von Fig. 3 dargestellt werden, wobei die Wechselrichterfrequenz F_INV und der Korrekturfaktor K₁ auf der Abszisse bzw. der Ordinate aufgetragen sind. Ein durch Multiplikation einer Spannung V bei jeder Wechselrichterfrequenz F_INV mit dem so bestimmten Korrekturfaktor K₁ erhaltenes Diagramm ist in dem V/F-Verlaufsoperator 18 von Fig. 5 gezeigt.

Nun soll gezeigt werden, daß auch bei unveränderlicher Schlupffrequenz F_S der Einfluß gering ist. Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Wechselrichterfrequenz F_INV und dem Korrekturfaktor K₁, wobei die Schlupffrequenz F_S als Parameter dient. Aus der Figur ist ersichtlich, daß bei einer Änderung der Schlupffrequenz F_S von einem Nennwert (100%) auf 110%, 150% und 90% ein Fehler des Korrekturfaktors auf der Basis seines Werts bei der Nennschlupffrequenz innerhalb eines Toleranzbereichs liegt. Auch in einem Bereich, in dem die Wechselrichterfrequenz niedriger als 2-4 Hz ist, tritt praktisch keine Beeinflussung auf, da eine V_C-Steuerung stattfindet, wie noch erläutert wird. Auch dann also, wenn der Korrekturfaktor K₁ bei fester Schlupffrequenz F_S berechnet wird, wird nahezu kein Fehler erzeugt.

Die vorstehende Erläuterung erfolgte in Verbindung mit dem Fall, daß die auf der F_S-Regelung basierende Konstantdrehmoment steuerung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich erfolgt. Diese F_S-Regelung weist jedoch auch einen Nachteil auf. Der Geschwindigkeitsdetektor 11, für den in der Praxis ein Codierer eingesetzt wird, hat eine schlechte Auflösung im extrem niedrigen Geschwindigkeitsbereich (0-4 Hz). Wenn eine Frequenz in oder nahe dem extrem niedrigen Geschwindigkeitsbereich nicht exakt berechnet werden kann, enthält der Wert der Motordrehfrequenz F_R einen großen Fehler, der wiederum der Wechselrichterfrequenz F_INV überlagert wird. Der entsprechende Fehler der Wechselrichterfrequenz F_INV spiegelt sich in der Spannung V wieder, so daß die Konstantdrehmomentsteuerung erschwert wird.

Für solche Fälle wird ein Verfahren angewandt, bei dem in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich eine V_C-Steuerung angewandt wird, um einen Strom konstant zu machen durch Ändern der Modulationsrate des Wechelrichters zur Erhöhung oder Verringerung einer Spannung, während gleichzeitig die Schlupffrequenz F_S fixiert ist. Fig. 11 ist ein Blockschaltbild eines V_C-Steuersystems. Dabei werden ein Motorstrombefehl I_P von einem Fahr-Steuerschalter 8 und ein Motorstrom I_M von einem Stromoperator 7 in einem Vergleicher 9 verglichen unter Bildung einer Differenz ΔI zwischen I_M und I_P, und eine Wechselrichterspannung V wird nach Maßgabe der Differenz ΔI erhöht oder verringert. Diese Methode bietet den Vorteil, daß ein Drehmoment auf einen im wesentlichen konstanten Wert geregelt wird, wenn eine Konstantstromregelung durchgeführt wird, sie ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß bei einer Änderung des sekundären Widerstands R₂ eines Motors aufgrund der Motortemperatur die erhöhende oder verringernde Änderung von R₂ zu einer Änderung des Drehmoments führt, obwohl der Strom auf einen Konstantwert geregelt ist. Diese Situation ist in Fig. 12 dargestellt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 13 wird der Fall erläutert, daß die V_C-Steuerung und die F_S-Steuerung in Kombination angewandt werden.

Dabei sei angenommen, daß die F_S-Steuerung unter Anwendung des Steuersystems von Fig. 1 durchgeführt wird, um eine Kon stantdrehmomentsteuerung zu realisieren, und daß die V_C- Steuerung unter Anwendung des Steuersystems von Fig. 11 durchgeführt wird. Wenn bei einer Umschaltung zwischen der V_C- und der F_S-Steuerung keine Drehmomentänderung erfolgt, wenn die Temperatur eines Rotors des Induktionsmotors 110°C beträgt, wird das Drehmoment bei einer Rotortemperatur von 0°C entsprechend Fig. 13 verringert. Wenn also eine Umschaltung zwischen den Steuersystemen im Leistungsbetrieb erfolgt, ergibt sich eine starke Abweichung des Drehmoments von einem Punkt A zu einem Punkt B.

Fig. 14 ist ein Blockschaltbild für den Fall, daß eine F_S- Steuerung mit dem Stand der Technik (nach JP-A-57-13 989) kombiniert wird, wobei zur Unterdrückung der Änderung des Drehmoments bei V_C-Steuerung ein Thermistor an einem Ständer eines Induktionsmotors angeordnet ist, so daß ein korrigierter Wert nach Maßgabe der Ständertemperatur bestimmt wird, wodurch die Schlupffrequenz korrigiert wird. In Fig. 14 sind die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 11 verwendet und bezeichnen die gleichen Teile wie dort. Der Teil von Fig. 14, der sich von den Fig. 1 bzw. 11 unterscheidet, wird nachstehend erläutert.

Bei V_C-Steuerung (oder bei niedriger Geschwindigkeit) werden die Ausgangssignale von Temperatursensoren 27, die im Bereich des Ständers des Induktionsmotors 5 angeordnet sind, einem Widerstandsänderungsgeschwindigkeits-Operator 22 zugeführt. In diesem wird das Verhältnis der momentanen Temperatur T zu einer Bezugstemperatur T₀ berechnet unter Ausgabe eines Kor rekturfaktors K₃. Ein Bezugs-F_SP-Generator 23 erzeugt eine Schlupffrequenz F_SP bei der Bezugstemperatur T₀ (oder eine Temperatur, bei der bei einer Umschaltung zur F_S-Steuerung keine Drehmomentänderung erfolgt, z. B. bei T₀ = 110°C). Ein Multiplizierer 24 multipliziert den Ausgangswert F_SP des Bezugs-F_SP-Generators 23 mit dem Korrekturfaktor K₃ oder dem Ausgangswert vom Widerstandsänderungsgeschwindigkeits-Operator 22 unter Ausgabe des Ergebnisses als Schlupffrequenz F_S. Da zu diesem Zeitpunkt die V_C-F_S-Umschalter 25 und 26 in der Stellung a liegen (d. h. auf der V_C-Steuerungsseite), werden die Schlupffrequenz F_S und die Motordrehfrequenz F_R in einem Addierer 13 addiert unter Bildung einer Wechselrichterfrequenz F_INV.

Wenn ein V_C-F_S-Signalgenerator 21 den Anstieg der Drehzahl oder der Drehfrequenz F_R des Induktionsmotors 5 auf einen vorbestimmten Wert (2-4 Hz) infolge eines allmählichen Geschwindigkeitsanstiegs des elektrischen rollenden Materials bestätigt, liefert der V_C-F_S-Umschaltsignalgenerator 21 ein Signal, das die V_C-F_S-Umschalter 25 und 26 aktiviert. Jeder dieser Umschalter 25 und 26 wird zur b-Seite (oder der F_S- Steuerseite) umgelegt, so daß das System mit der vorgenannten F_S-Steuerung arbeitet.

Der in Verbindung mit Fig. 5 erläuterte V/F-Verlaufsoperator 18 kann anstelle des Korrekturfaktor-Rechenkreises 14, des Bezugs-V/F-Generators 15 und der Multiplikatoren 16 und 17 verwendet werden.

Bei der Erfindung kann ein im wesentlichen konstantes Drehmoment über einen Zeitraum vom Aktivierungs- oder Anfahrzeitpunkt bis zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb einschließlich eines Umschaltzeitraums erzielt werden.

Nachstehend werden weitere Ausführungsbeispiele erläutert.

Es sei angenommen, daß eine Gerade in Fig. 17 einen Frequenz- Spannungsverlauf bei konstantem Drehmoment und konstantem Strom zeigt, wobei die Temperatur des Rotors des Induktionsmotors eine Bezugstemperatur T₀ (beispielsweise 110°C) ist. Eine Strich-Zweipunkt-Linie bzw. eine Strich-Punkt-Linie zeigen den Frequenz-Spannungsverlauf bei niedriger bzw. hoher Temperatur in dem Fall, daß sich nur die Temperatur bei sonst gleichen Bedingungen wie bei der Bezugstemperatur T₀ ändert. Wie das Diagramm zeigt, ist das Verhältnis einer Spannung V bei jeder Temperatur zu einer Spannung V₀ bei der Bezugstemperatur T₀ im wesentlichen konstant. Gemäß den Berechnungen nach der Erfindung ist dieses Verhältnis im wesentlichen gleich dem Verhältnis des sekundären Widerstands des Induk tionsmotors bei jeder Temperatur zu seinem sekundären Widerstand bei der Bezugstemperatur T₀.

Unter Nutzung dieser Tatsache kann das Drehmoment bei einer Umschaltung von V_C- zu F_S-Steuerung konstant gehalten werden.

Ein Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert. Dabei wird die in Verbindung mit Fig. 14 gegebene Erläuterung nicht wiederholt. In Fig. 15 sind für gleiche Teile wie in Fig. 14 dieselben Bezugszeichen verwendet.

Beim Anfahren liegt jeder der Umschalter 25 und 26 auf einer Seite a, so daß eine V_C-Steuerung gewählt wird. Eine Motordrehfrequenz F_R wird einem Bezugsspannungsgenerator 28 zugeführt, der eine Bezugsspannung V_C entsprechend der Motordrehfrequenz F_R erzeugt. Die vom Bezugsspannungsgenerator 28 ausgegebene Bezugsspannung V_C und eine Spannung V (oder Modulationsrate γ) von einem Verstärker 19 werden einem Korrektur faktorgenerator 29 zugeführt, der K₄ = V/V_C berechnet. Der Wert dieses Korrekturfaktors K₄ ist kleiner als 1, wenn die momentane Temperatur T der Sekundärseite eines Induktionsmotors 5 niedriger als die Bezugstemperatur T₀ oder die Spannung V niedriger als die Bezugsspannung V_C ist. Wenn die momentane Temperatur T höher als die Bezugstemperatur T₀ ist, ist K₄ größer als 1.

Das Ausgangssignal eines Bezugs-F_SP-Generators 23, der eine Bezugs-Schlupffrequenz F_SP zur Bildung eines bei der Bezugstemperatur T₀ auszugebenden Drehmoments liefert, wird mit dem Korrekturfaktor K₄ in einem Multiplizierer 24 multipliziert unter Bildung einer korrigierten Schlupffrequenz F_S.

Wenn beispielsweise die momentane Temperatur T niedriger als die Bezugstemperatur T₀ ist, ist das Drehmoment klein. Infolgedessen tritt bei einer Umschaltung zwischen Steuersystemen eine plötzliche Drehmomentänderung auf, wenn das Drehmoment nicht groß gemacht wird. Daher wird eine Korrektur durchgeführt. Ein Korrekturfaktor K₄ zu diesem Zeitpunkt ist K₄ = V/V_C<1. Eine korrigierte Schlupffrequenz F_S hat einen kleineren Wert als die Bezugs-Schlupffrequenz F_SP. Daher wird auch der Strom I klein. Da das Steuersystem so gesteuert wird, daß der Strom I gleich dem Strombefehl I_P wird, wird die Stromabweichung ΔI größer, und die Spannung V steigt entsprechend der Stromabweichung ΔI an.

Wenn die Schlupffrequenz F_S für die Durchführung der Korrektur der Drehmomentabnahme aufgrund einer Temperaturabweichung sich plötzlich ändert, wird ein Drehmomentstoß ähnlich dem bei einer Umschaltung zwischen Steuersystemen erzeugt.

Fig. 18 zeigt eine Änderung des Drehmoments T_RQ und eine Änderung der Schlupffrequenz F_S in dem Fall, daß die momentane Temperatur T niedriger als die Bezugstemperatur T₀ ist. Wenn bei diesem Beispiel eine Motorfrequenz F_R ca. 2 Hz beträgt, wird ein Korrekturfaktor so berechnet, daß eine Umschaltung zwischen Steuersystemen mit einer Zeitdifferenz oder Zeitverzögerung bis zum Umschaltzeitpunkt (4 Hz in diesem Fall) durch ein Verzögerungsglied 32 erfolgt. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel kann eine Einrichtung erhalten werden, die keinerlei Drehmomentänderungen bei einer Umschaltung aufweist, ohne daß ein neues Bauelement, wie etwa ein Temperatursensor, vorgesehen werden muß.

Unter Bezugnahme auf Fig. 16 wird ein weiteres Ausführungs beispiel erläutert. Dabei bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 15 gleiche Teile.

Die Konstruktion von Fig. 16 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 15 dadurch, daß eine Motorspannung V von einem Induktionsmotor-Speisespannungsdetektor 31 und einem Motorspannungsdetektor 30 aufgenommen wird.

Die Motorspannung ändert sich übrigens innerhalb eines Bereichs von 0-1500 V. Die Motorspannung bei V_C-Steuerung beträgt 0 V bis ca. 50 V, und eine temperaturabhängige Spannungsänderung beträgt mehrere V. Wenn die Detektoren 30 und 31 für die Aufnahme des Meßwerts von 1500 V oder mehr ausgelegt sind, ist es schwierig, eine Spannungsänderung von einigen V zu messen. Wenn aber die Detektoren 30 und 31 einen Meßbereich haben, in dem eine Spannung bei Umschaltung von V_C- zu F_S-Steuerung als die Maximalspannung (für die ein be stimmter Spielraum zulässig sein kann) angenommen wird, kann die von der Temperatur abhängige Spannungsänderung exakt gemessen werden.

Das gleiche gilt auch für eine Spannung V (oder Modulationsrate γ), die der Ausgangswert des Verstärkers 19 von Fig. 15 ist.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 15 und 16 braucht die Temperatur nicht direkt durch einen Temperatursensor gemessen zu werden. Es ist schwierig, einen Temperatursensor am Motorinneren anzubringen. Wenn daher Temperatursensoren verwendet werden, müssen die Motoroberflächentemperatur und die Umgebungstemperatur gemessen werden, um die Innentemperatur jedes Motors genau zu ermitteln. Bei den vorliegenden Ausfüh rungsbeispielen ist eine vorherige Temperaturmessung nicht notwendig.

Claims

1. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet, und
einem vom Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5)
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
eine Einrichtung (15, 16, 17; 18) zur Durchführung einer Regelung derart, daß eine einer Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung erzeugt wird; und
eine Einrichtung (14; 18) zur Korrektur der der Wechsel richterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines inneren Spannungsabfallwinkels des Induktionsmotors.

2. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung Korrekturelemente (1401-1404), die die Schlupffrequenz und eine Drehfrequenz des Induktionsmotors zur Berechnung eines Spannungsabfallwinkels empfangen, und ein Element (1405) zur Berechnung eines Korrekturfaktors nach Maßgabe des Spannungsabfallwinkels aufweist.

3. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturfaktor-Rechenelement (1405) Mittel zur Division eines vorbestimmten Werts durch einen Sinuswert des Spannungsabfallwinkels aufweist.

4. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung ein Element (1411) aufweist, in dem der Wert eines vorher nach Maßgabe des Spannungsabfallwinkels berechneten Korrekturfaktors als Funktion der Wechselrichterfrequenz gespeichert ist und das den Korrekturfaktor nach Maßgabe der Wechselrichterfrequenz ausgibt.

5. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
einer Einrichtung (15, 16, 17) zur Durchführung einer Regelung derart, daß eine einer Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung erzeugt wird; und
eine Einrichtung (14) zur Korrektur der der Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe der Schlupffrequenz und einer Drehfrequenz des Induktionsmotors.

6. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
eine Einrichtung (15, 16, 17; 18) zur Durchführung einer Regelung derart, daß eine einer Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung erzeugt wird; und
eine Einrichtung (14; 18), die die der Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung nach Maßgabe eines Leistungsfaktors des Induktionsmotors korrigiert.

7. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungsfaktor aus der Schlupffrequenz und einer Drehfrequenz des Induktionsmotors berechnet wird.

8. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
eine Einrichtung (15, 16, 17) zur Durchführung einer Regelung derart, daß eine einer Wechselrichterfrequenz pro portionale Spannung erzeugt wird; und
eine Einrichtung (14) zur Korrektur der der Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines aus der Schlupffrequenz und einer Drehfrequenz des Induktionsmotors berechneten Leistungsfaktors.

9. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
eine Einrichtung (15, 16, 17; 18) zur Durchführung einer Regelung derart, daß eine einer Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung erzeugt wird; und
eine Einrichtung (14; 18) zur Korrektur der der Wechsel richterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe des Sinus einer Phasendifferenz zwischen dieser Spannung und dem Strom des Induktionsmotors.

10. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
eine Einrichtung (14, 15, 16, 17; 18), die eine vorher nach Maßgabe eines inneren Spannungsabfallwinkels des Induktionsmotors korrigierte Spannung nach Maßgabe der Wechselrichterfrequenz erzeugt.

11. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
ein Spannungsregelsystem, umfassend eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen Konstantwert annimmt, einen an dem Induktionsmotor angeordneten Temperatursensor (27), ein Element (22), das ein Verhältnis zwischen einem Ausgangswert des Temperatursensors und einem vorbestimmten Wert liefert, und ein Element (24), das eine Bezugs-Schlupffrequenz nach Maßgabe dieses Verhältnisses korrigiert;
ein Schlupffrequenzregelsystem, umfassend ein Element (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß der Strom des Induktionsmotors konstant wird, und eine Einrichtung (14, 15, 16, 17; 18) zur Korrektur einer einer Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines inneren Spannungsabfallwinkels des Induktionsmotors; und
eine Einrichtung (25, 26) zur Umschaltung zwischen dem Spannungs- und dem Schlupffrequenzregelsystem, wenn die Drehfrequenz des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt.

12. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Korrektur der Spannung nach Maßgabe des inneren Spannungsabfalls Elemente (1401-1404) zum Empfang der Schlupffrequenz und der Drefrequenz des Induktionsmotors zum Berechnen eines Spannungsabfallwinkels und ein Element (1405) zum Berechnen eines Korrekturfaktors nach Maßgabe des Spannungsabfallwinkels aufweist.

13. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturfaktor-Rechenelement (1405) Mittel zur Division eines vorbestimmten Werts durch einen Sinuswert des Spannungsabfallwinkels aufweist.

14. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Korrektur der Spannung nach Maßgabe des inneren Spannungsabfallwinkels ein Element (1411) aufweist, in dem der Wert eines vorher nach Maßgabe des Spannungsabfallwinkels berechneten Korrekturfaktors als eine Funktion der Wechselrichterfrequenz gespeichert ist und das den Korrekturfaktor nach Maßgabe der Wechselrichterfrequenz ausgibt.

15. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
ein Spannungsregelsystem, umfassend eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt, einen an dem Induktionsmotor angebrachten Temperatursensor (27), ein Element (22) zur Lieferung eines Verhältnisses zwischen einem Ausgangswert des Tem peratursensors und einem vorbestimmten Wert und ein Element (24) zur Korrektur einer Bezugsschlupffrequenz nach Maßgabe dieses Verhältnisses;
ein Schlupffrequenzregelsystem, umfassend eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß der Strom des Induktionsmotors konstant wird, und eine Einrichtung (14, 15, 16, 17; 18) zur Korrektur einer einer Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines Leistungsfaktors des Induktionsmotors; und
eine Einrichtung (25, 26) zur Umschaltung zwischen dem Spannungs- und dem Schlupffrequenzregelsystem, wenn die Drehfrequenz des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt.

16. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
ein Spannungsregelsystem, umfassend eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt, einen an dem Induktionsmotor angebrachten Temperatursensor (27), ein Element (22) zur Ausgabe eines Verhältnisses zwischen einem Ausgangswert des Temperatursensors und einem vorbestimmten Wert und ein Element (24) zur Korrektur einer Bezugs-Schlupffrequenz nach Maßgabe dieses Verhältnisses;
ein Schlupffrequenzregelsystem, umfassend eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß der Strom des Induktionsmotors konstant wird, und Einrichtungen (14, 15, 16, 17; 18) zur Korrektur einer einer Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe des Sinus einer Phasendifferenz zwischen der Spannung und dem Strom des Induktionsmotors; und
eine Einrichtung (25, 26) zur Umschaltung zwischen dem Spannungs- und dem Schlupffrequenzregelsystem, wenn die Drehfrequenz des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt.

17. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt;
eine Einrichtung (13) zur Erzeugung einer Wechselrichterfrequenz als einer Bezugs-Schlupffrequenz und einer Drehfrequenz des Induktionsmotors;
eine Einrichtung (28) zur Erzeugung einer der Drehfrequenz des Induktionsmotors entsprechenden Bezugsspannung; und
eine Einrichtung (24, 29) zur Korrektur der Bezugs- Schlupffrequenz nach Maßgabe eines Ausgangswerts der Aus gangsspannungs-Regeleinrichtung und der Bezugsspannung.

18. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
ein Spannungsregelsystem, umfassend eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt, eine Einrichtung (28) zur Erzeugung einer einer Drehfrequenz des Induktionsmotors ent sprechenden Bezugsspannung und eine Einrichtung (24, 29) zur Korrektur einer Bezugs-Schlupffrequenz nach Maßgabe eines Ausgangswerts der Ausgangsspannungsregeleinrichtung und der Bezugsspannung;
ein Schlupffrequenzregelsystem, umfassend eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß der Strom des Induktionsmotors konstant wird, und eine Einrichtung (14, 15, 16, 17; 18) zur Korrektur einer einer Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines inneren Spannungsabfallwinkels des Induktionsmotors; und
eine Einrichtung (25, 26) zur Umschaltung zwischen dem Spannungs- und dem Schlupffrequenzregelsystem, wenn die Drehfrequenz des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt.

19. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Korrektur der Spannung nach Maßgabe des inneren Spannungsabfallwinkels Elemente (1401-1404) zum Empfang der Schlupffrequenz und der Drehfrequenz des Induktionsmotors und zum Berechnen eines Spannungsabfallwinkels sowie ein Element (1405) zum Berechnen eines Korrekturfaktors nach Maßgabe des Spannungsabfallwinkels aufweist.

20. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1405) zum Berechnen des Korrekturfaktors Mittel zur Division eines vorbestimmten Werts durch einen Sinuswert des Spannungsabfallwinkels aufweist.

21. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Korrektur der Spannung nach Maßgabe des inneren Spannungsabfallwinkels ein Element (1411) aufweist, in dem der Wert eines vorher nach Maßgabe des Span nungsabfallwinkels berechneten Korekturfaktors als eine Funktion der Wechselrichterfrequenz gespeichert ist und das diesen Korrekturfaktor nach Maßgabe der Wechselrichterfrequenz ausgibt.

22. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
ein Spannungsregelsystem, umfassend eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt, eine Einrichtung (28) zur Erzeugung einer einer Drehfrequenz des Induktionsmotors entsprechenden Bezugsspannung und eine Einrichtung (24, 29) zur Korrektur einer Bezugs-Schlupffrequenz nach Maßgabe einer Eingangsspannung des Induktionsmotors und der Bezugsspannung;
ein Schlupffrequenzregelsystem, umfassend eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß der Strom des Induktionsmotors konstant wird, und eine Einrichtung (14, 15, 16, 17; 18) zur Korrektur einer einer Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines Leistungsfaktors des Induktionsmotors; und
eine Einrichtung (25, 26) zur Umschaltung zwischen dem Spannungs- und dem Schlupffrequenzregelsystem, wenn die Drehfrequenz des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt.

23. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
ein Spannungsregelsystem, umfassend eine Einrichtung (8, 9, 19) zur Regelung einer Ausgangsspannung des Wechselrichters derart, daß ein Strom des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt, eine Einrichtung (28) zur Erzeugung einer einer Drehfrequenz des Induktionsmotors entsprechenden Bezugsspannung und eine Einrichtung (24, 29) zur Korrektur einer Bezugs-Schlupffrequenz nach Maßgabe einer Eingangsspannung des Induktionsmotors und der Bezugsspannung;
ein Schlupffrequenzregelsystem, umfassend eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß der Strom des Induktionsmotors konstant wird, und eine Einrichtung (14, 15, 16, 17; 18) zur Korrektur einer einer Wechselrichterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe des Sinus einer Phasendifferenz zwischen der Spannung und dem Strom des Induktionsmotors; und
eine Einrichtung (25, 26) zum Umschalten zwischen dem Spannungs- und dem Schlupffrequenzregelsystem, wenn die Drehfrequenz des Induktionsmotors einen vorbestimmten Wert annimmt.

24. Steuervorrichtung für Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 18, 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (24, 29) zur Korrektur der Bezugs- Schlupffrequenz ein Element (32) aufweist, das den Übergang von einer Schlupffrequenz vor der Korrektur zu einer Schlupffrequenz nach der Korrektur mit einer vorbestimmten zeitlichen Verzögerung bewirkt.

25. Verfahren zur Erzeugung eines Spannungsverlaufs entsprechend der Frequenz eines Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichters (4), der einen Induktionsmotor (5) antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verlauf, in dem ein Spannungs-Frequenz-Verhältnis konstant ist, mit einem einem inneren Spannungsabfallwinkel des Induktionsmotors entsprechenden Korrekturfaktor multipliziert wird unter Bildung des der Frequenz des Wechselrichters entsprechenden Spannungsverlaufs.

26. Steuervorrichtung für Induktionsmotor mit
einem Gleitspannungs-Gleitfrequenz-Wechselrichter (4), der einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet; und
einem von dem Wechselrichter angetriebenen Induktionsmotor (5);
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (13) zur Regelung einer Schlupffrequenz derart, daß ein Strom des Induktionsmotors konstant wird;
eine Einrichtung (15, 16, 17; 18), die eine solche Regelung durchführt, daß eine einer Wechselrichterfrequenz proportionale Spannung erzeugt wird; und
eine Einrichtung (14; 18) zur Korrektur dieser der Wechsel richterfrequenz proportionalen Spannung nach Maßgabe eines Leistungsfaktors des Induktionsmotors, so daß ein Drehmoment des Induktionsmotors auf einen Konstantwert geregelt wird.